BT L’ÉLECTRICITÉ OU LE MAGNÉTISME

Dans toutes les expériences jusqu’ici décrites y il n’a été question que des aimar«s artificiels; mais il est évident que le magnétisme du sphéroïde terrestre, qui exerce sur la boussole une influence ai puissante, doit affecter aussi les courans électriques. L’on remarque, eu effet, qu’un morceau de fil de laiton recourbé en rectangle, et libre de tourner sur un axe vertical , dispose de lui-même son plan perpendiculairement au méridien magnétique , aussitôt qu’un courant électrique vient à le traverser. Sous de» circonstances, pareilles, un rectangle semblable, suspend» à un axe horizontal perpendiculaire au méridien magnétique , pend la même inclinaison que l’aiguille , de sorte que le magnétisme terrestre exerce la même influence sur les courans électriques qu’au aimant artificiel. Mai» l’action magnétique de la terre développe aussi des oousaatc électrique». Quand une hélice creuse de fil de lai»

•100 MAGNÉTISME TERR. PAR INDUCTION. [Sect. XXXIV.]

ton, dont les extrémités sont en communication avec le galvanomètre, est placée dans l’inclinaison magnétique, si on vient à la renverser soudainement plusieurs fois , en mesurant le mouvement aux oscillations de l’aiguille, cette aiguille est bientôt excitée à vibrer dans une étendue qui embrasse un arc de 80 ou 90°. De là, il est évident , que quelle que puisse être la cause du magnétisme terrestre, il produit des courans électriques par son influence directe sur un métal incapable de manifester aucune des propriétés magnétiques ordinaires. L’action exercée sur le galvanomètre est beaucoup plus grande quand on introduit un cylindre de fer doux dans l’intérieur de l’hélice, et les mêmes résultats accompagnent la simple introduction du cylindre de fer dans l’hélice, ou sa sortie de celte même hélice. Ces effets sont dûs à la qualité d'aimant temporaire qu’acquiert le fer par suite de l’influence du magnétisme terrestre; car, un morceau de fer, tel qu’un fourgon, par exemple, acquiert une aimantation temporaire quand il est placé dans la ligne de l’inclinaison magnétique.

M. Biot a établi une théorie magnétique terrestre, en prenant pour données les observations de M.de Humholdt. Supposant que sur un point quelconque, l’action des deux pôles magnétiques opposés de la terre s’exerce en raison inverse du carré de la distance, il obtint une expression générale pour la direction de l’aiguille magnétique, dépendant de la distance comprise entre les pôles magnétiques nord et sud; de là suit que si l’une de ces quantités varie, on connaîtra la variation correspondante de l’autre. En faisant varier la distance entre les pôles , et en comparant la direction résultante de l’aiguille aux observations de M.de Humholdt, il trouva que plus les pôles sont supposés être près 1 un de 1 autre, plus les résultats du calcul s’accordent avec ceux de l’observation ; et que, lorsque les pôles

[SeCt. XXXIV.] LA TERRE N’EST PAS UN AIMANT RÉEL. 401

sont supposés coïncider entièrement, ou à peu près, c’est alors que la différence entre la théorie et l’observation est la plus petite possible. Il est donc évident «pie la terre n’aj^it pas comme si elle était un corps constamment magnétique, dont le caractère distinctif est d’avoir deux pôles situés à une certaine distance l’un de l’autre. Mr. Bariow a fait sur ce sujet des recherches très intéressantes. Il a prouvé d’abord que la puissance magnétique d’une sphère de fer réside. à sa surface; puis il a recherché quelle serait l’action superficielle d’une sphère de fer en état d’induotion magnétique temporaire, sur une aiguille aimantée, isolée de l’influence du magnétisme terrestre. Les résultats obtenus, confirmés par l’analyse profonde deM. Poisrson, d’après cette hypothèse, que lesdeux pôles sont indéfiniment près du centre de la sphère, se trouvent identiques à ceux qu’a obtenus M. Biot pour la terre, en partant des observations de M. de Ilumboldt. Il suit de là , que les lois du magnétisme terrestre, déduites des formules de M. Biot, ne s’accordent point avec celles d un aimant permanent, mais qu’elles sont parfaitement d’accord avec celles d’un corps en état d’induction magnétique temporaire. La terre doit donc être considérée comme n’étant que temporairement magnétique par induction , et non comme étant un aimant réel. C’est ce que Mr. Bariow a rendu extrêmement probable par la construction d’un globe de bois sur lequel il fit, parallèlement à l’équateur, des rainures destinées à recevoir un fil de laiton , enroule tout à l’entour du globe, depuis un pôle jusqu'à l’autre. Lorsqu’on fait passer un courant d’électricité par le fil, une aiguille aimantée, placée au-dessus du globe, et isoléedc l’influence du magnétisme terrestre, manifeste tous, les phénomènes des a’guilles d’inclinaison et de déclinaison, suivant ses positions diverses, à l’égard du globe de bois. Comme il n’est pas douteux que les mêmes phéno-

IH Albctwicfté dks vkitcbs kktaxi.iq. [Secl. xxuv. ]

mènes seraient produits par des courans thermo-élcctriq«eg, au lieu de l'être par des courons d'électricité voltaïque , si les rainures du globe de bois étaient remplies par des anneaux formés de deux métaux , ou d uu mot métal , inégalement chauffé, il par aît très probable que la chaleur du soleil , par son action sur les substances dont le globe est composé , peut être le grand agent du développement des courans électriques qui se manifestent à la surface, ou près de la surface de la terre ; nti que, par suite des cliangemens qui s’opèrent dans son intensité, elle peut oecasioner la var iation diurne de l'aiguille, cl les autres variations du magnétisme terrestre, rendues sensibles par les dé rangeas on» qui ont lieu dans les directions des lignes magnétiques, de la même manière quelle inllue sur le parallélisme des ligues isothermes. D'après les expériences faites par Mr. Fox, dans les mines de cuivre du Cornouailles, il parait qu il existe des courans de ce genre dans les veines métallifères. Quoi qu’il en «oit, il est probable que les dérangeinens séculaires et périodiques qui se manifestent dans la force magnétique, sont oocasionès par une diversité de circonstances combinées, parmi lesquelles M. Biot cite entre autres , le voisinage des «huînes de montagnes , par rapport au lieu de l’observation, et plus encore, l’action des leux volcaniques, qui .changent letat chimique de la surface terrestre, par suite dos changemens que, d un siècle à I autre , ils éprouvent eu*-mèines, — les uns s’éteignant, tandis que d. autres éclatent dans l’excès de leur activité.

De plus, il est probable que le magnétisme terrestre peut, jusqu’il un certain point , être attribué à la rotation de la terre. Mr. Faraday a prouvé que tous les phénomènes des plaques tournantes peuvent être produits par la seule influence du magnétisme terrestre. Si une plaque de cuisit»; est mise en communication avec un galvanomètre, à

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IjSed. XXXIV.J ÉL. ATTRIBUÉE A LA ROT. DE LA TERRE. 405

l’aide de deux fils de laiton, l’un partant du centre et l’autre de la circonférence, afin de recueillir et de conduite l’électricité, il arrive que lorsque la plaque tourne dans un plan passant par la ligne d'inclinaison, le galvanomètre n’est pas affecté; mais si on vient à l’incliner par rapport à ce plan, son mouvement de rotation détermine aussitôt un développement d’électricité, dont l’intensité augmente avec l'inclinaison de la plaque. L’électricilc arrive à un maximum, lorsque la plaque tourne perpendiculairement à la ligne d’inclinaison. Quand la révolution s’opère dans le sens du mouvement des aiguilles d’une montre, le courant d’électricité se dirige de son centre vers la circonférence; et quand la rotation a lieu en sens opposé, le cornant suit une route contraire. Dans le cours de ces expériences, la plus grande déviation du galvanomètre s'élevait à 5o° ou 6o°, quand la direction de la rotation était en rapport avec les oscillations de l’aiguille. Ainsi, une plaque de cuivre, se mouvant circulairement dans un plan perpendiculaire à la ligne d’inclinaison, forme une nouvelle machine électrique, différant de la machine ordinaire à plateau de verre, ■en ce que la matière dont elle est composée est le conducteur le plus parfait, tandis que le verre, au contraire, est le plus parfait des non-conducteurs; outre cela , l’isolement qui est essentiel dans la machine de verre, est dangereux dans celle de cuivre. Quoique très différente en intensité, la quantité d’électricité développée par le métal ne parait pas inférieure à celle développée par le verre.

D’après la théorie et les expériences du docteur Faraday , il a été reconnu que la rotation de la terre peut produire des eourans électriques dans sa propre masse. En admettant donc qu’il en soit ainsi, ces eourans circuleraient superficiellement dans les méridiens; et , si l’on pouvait, ainsi qu’on le fait pour les plaques rotatives, appli-

,{0'( MAONÉT. DU SOLEIL BT DES PLANÈTES. [SeCt. XXXIV.]

«Hier des collecteurs à l’équateur et aux deux pôles , ou obtiendrait l’électricité négative à l’équateur, et l’électricité positive aux pôles; dans tous les cas, ces courans ne pourraient exister sans quelque chose d équivalent à des conducteurs, pour compléter le circuit.

Puisque le mouvement, nonseulemcnt des métaux, mais, même des fluides, quand ils sont sous l’influence d’aimans puissans, développe de l’électricité, il est probable que, par suite des courans électriques dus à l’influence électromagnétique de la terre, qui traversent le Gulf-Stream, les formes des lignes de déclinaison magnétique se trouvent affectées d’une manière sensible par ce courant. La ligne même de mouvement d'un vaisseau fendant la surface des mers, dans les latitudes nord ou sud, doit être traversée directement par des courans électriques. Le docteur Faraday observe que la facilité avec laquelle l'électricité est développée par le magnétisme terrestre est telle, qu’on ne peut imprimer le moindre mouvement à un morceau de métal en contact avec d’autres, sans qu’aussitôt il se manifeste un développement d’électricité; et de là il inféré, que probablement il existe dans le mécanisme des machines à vapeur, et dans tout mécanisme métallique, decurieuses combinaisons électro-magnétiques qui n’ont pasencore été remarquées.

Il est impossible de conjecturer quelles peuvent etreles propriétés magnétiques du soleil et des planètes, quoique pourtant leur rotation doive nous porter à supposer qu’à cet égard elles ne diffèrent point de la terre. Suivant les observations de MM. Biol et Gay-Lussac , pendant leur expédition aérostatique, l’action magnétique n’est pas limitée à la surface de la terre : elle s’étend aussi dans l’espace. L’intensité de cette action éprouve une duni • nution sensible; et comme il est extrêmement probable

[Sect. XXXIV.] IDËNT ITK DES DIVERSES SORTES D’ÉL. 4f05

que celle diminution s’opère en suivant la proportion du carré inverse de la distance, il en résulte qu’elle doit s’étendre indéfiniment. Il est à présumer que la lune est devenue sensiblement magnétique par induction, tant à cause de son voisinage de la terre, que parce que son plus grand diamètre est toujours dirigé verselle. Si, de même que la force de gravitation, la force magnétique s’étend dans l'espace, l’induction du soleil, de la lune et des planètes, doit, par suite des cliangemens continuels qui ont lieu dans leurs positions relatives, occasioner des variations perpétuelles dans l’intensité du magnétisme terrestre.

Dans l’esquisse succincte qui vient d’être tracée des cinq sortes d’électricité , les points de ressemblance qui caractérisent chaque genre en particulier ont été signalés. Mais comme depuis peu ces différentes espèces ont été dégagées d’un grand nombre d’anomalies , et leur identité mise hors de doute par le docteur Faraday, peut-être ne sera-t-il pas sans intérêt de jeter un coup d’œil rapide sur les diverses analogies qui existent dans leurs modes d’action, et à l’aide desquelles leur identité a été si savamment et si complètement établie par ce grand physicien.

Les points de comparaison sont, l’attraction et la répulsion a des distances sensibles , la décharge opérée par les pointes dans l’air, le pouvoir calorifique , l’influence magnétique, la décomposition chimique, les effets physiologiques, et enfin l’étincelle.

L’attraction et la répulsion à des distances sensibles, qui sont des signes si caractéristiques de l’électricité ordinaire, et qui indiquent également, quoiqu'à un moindre degré, la présence des courans voltaïques et magnétiques, n’ont point étéaperçues dans lefluide thermo-électrique, non plus que dans l’électricité animale; ce qui ne provient pas, toutefois, de la différence d’espèce, mais seulement de l’infério-

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406 IDENTITÉ DES DIVERSES SORTES ü’ÉL. [SeCt. X.YXJV.]

rité de la tension ; car l'clectricité ordinaire elle-même ne manifeste plus ces phénomènes, lorsqu’on en réduit jusqu’à un certain point la quantité et l'intensité.

L’électricité ordinaire se décharge promptement dans l’air par les pointes; mais le docteur Faraday a trouvé qu’une batterie de i4o plaques doubles ne produit aucun effet sensible,, soit dans l’air, soit dans le récipient vide d’une machine pneumatique, les moyens d’épreuve de la décharge étant l’élçctromètre et l’action chimique. Cette circonstance résulte du petit degré de tension , car il faut une quantité énorme d’électricité pour rendre ces effets sensibles; et c’est par cette raison qu’on ne peut les obtenir des autres espèces d’électricité, qui ont un bien moindre degré de tension. L’électricité ordinaire traverse aisément l’air raréfié et chaud , de même que la flamme. Le docteur Faraday a opéré la décomposition chimique et la déviation du galvanomètre par la transmission de l’électricité voltaïque à travers l'air échauffé, et il observe que ces expériences ne sont que des cas particuliers de la décharge qui a lieu dans l’air, entre les terminaisons de charbon des pôles d’une batterie puissante, quand elles sont séparées graduellement après le contact, — l’air étant alors échauffé. SirHumphry Davy rapporte qu’avec le premier appareil voltaïque dont on se soit servi à l'Institution Royale, la décharge traversait quatre pouces (ioa millimètres environ) d’air; que, dans le récipient vide d’une machine pneumatique , l’électricité parcourrait environ un demi-pouce (12 mill. environ) d’espace; et que les effets combinés de la raréfaction et de la chaleur sur l’air renfermé étaient tels, qu’ils le rendaient susceptible de conduire l’électricité à la distance de six ou sept pouces ( i5a ou 177 mill. environ). Une bouteille de Leyde peut être instantanément chargée d’électricité voltaïque et de fluide magneto-électrique, ce qui

fSw*. SXXi*. ] IDE MITÉ DES BtVKRSES SO»XBS d’ÉI.. 4QH

offre une preuve nouvelle de la. tension de ces deux sortes d'électricité. La faiblesse seule des trois autres espèces les empêche de produire de sembahles effets.

La puissance calorifique des électricités ordinaire et voltaïque est connue depuis long-temps, mais c’est au docteur Faraday que l’on est redevable de la découverte merveilleuse de la puissance calorifique du fluide magnétique. Le fluide tbermo-électrique et l’électricité animale ne fournissent aucun signe de chaleur. Toutes les diverses sortes d’électricité ont de fortes puissances magnétiques; celles du tluide voltaïque sont célèbres, et c’est l'influence magnétique des fluides magnéto et thermo-électriques, qui seule donua lieu à leur découverte. Toutes font dévier l’aiguille de la même manière;et toutes, à l’exception du fluide thermo-électrique, produisent, d’après les mêmes lois, l'aimantation. Longtemps on avait supposé que l’électricité ordinaire n’était pas susceptible de dévier l’aiguille; mais à l’aide de sa sagacité accoutumée, le docteur Faraday est parvenu à prouver que, sous ce rapport aussi, l’électricité ordinaire s’accorde avec l’électricité voltaïque; seulement son action exige, un certain temps. La déviation de l'aiguille par l’électricité ordinaire a lieu, soit qu'on fasse passer le courant par l’air raréfié, soit qu’on le fasse passer par l’eau,. ou par uu fil métallique. De nombreuses décompositions chimiques ont été opérées, suivant les mêmes lo!s et les mêmes modes d’arrangement, par l’électricité ordinaire et par l’électricité voltaïque. Le docteur Davy a décomposé l’eau par l’électricité de la torpille, et le docteur Faraday, par l’action magnétique ; ce dernier moyen a été employé par' le docteur Rilchie, à sa recomposition; et M. Bottot, de Turin, a mis en évidence les effets chimiqMes du iluide thermo-électrique par la décomposition de l’eau, et de plusieurs autres substances. Le elioc électrique et le choc galvanique., l'éclair qu'on voit passer devant

408 ANAL. ËNTFIE LES AGENS 1MP0NDËRAB. [SeCt. XXXIV.]

les yeux, et la sensation qui se fait sentir sur la langue, sont des phénomènes bien connus. Le fluide magneto-électrique peut produire tous ces effets, jusqu’au point même de causer une sensation pénible. La torpille et le gymnote électrique font éprouver une commotion assez forte, et les membres d'une grenouille sont mis en convulsion par le fluide thermo-électrique. Enfin , le dernier point de comparaison est l'étincelle. Ce phénomène , commun aux fluides ordinaire, voltaïque et magnétique, n’a point encore été aperçu dans le fluide thermo-électrique, non plus que dans l’électricité animale, — ce qu’on ne peut attribuer qu’à la faiblesse de ces deux sortes d’électricité. Au résumé, le docteur Faraday conclut que les cinq espèces d’électricité sont identiques, et que les différences d’intensité et de quantité sont tout-à-fait suffisantes pour rendre compte des différences qu’on observe dans leurs manières d’agir respectives. II a rendu leur identité plus certaine encore en prouvant que la force magnétique et l’action chimique de l’électricité, sont en raison directe de la quantité absolue de fluide qui passe par le galvanomètre, quelle que puisse être d’ailleurs son intensité.

La nature nous montre dans la lumière, la chaleur et l’électricité, ou le magnétisme, des principes qui n’occasionent aucun changement appréciable dans le poids des corps, quoique leur présence se manifeste par l’action mécanique et chimique la plus remarquable. Ces divers agens sont tellement liés entre eux, qu’il y a tout lieu de croire que, conformément à l’économie générale du système du inonde, où les effets les plus variés et les plus compliqués sont produits par un petit nombre de lois universelles , ils finiront par être rapportés à quelque force d’un ordre supérieur. Ils pénètrent la matière dans toutes les directions; leur vitesse est prodigieuse, et leur intensité varie en raison inverse du carré de la distance^

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y Sect. XXXIV.] ANAL. ENTRE LES AGENS IMÇONDÉR. 400

Le développement des courans électriques produits tant par l’induction magnétique que par l’induction électrique, la similitude qui dans une foule de circonstances existe dans leur mode d’action, mais plus que tout encore, la production de l’étincelle par l’aimant, l’ignition des fils métalliques, et la décomposition chimique, sont tous des phénomènes qui prouvent que le magnétisme ne peut plus être considéré comme un principe indépendant et séparé. Il est infiniment probable que la lumière est de la chaleur visible; et quoique le développement de la lumière et de la chaleur, durant le passage du fluide électrique, puisse provenir de la compression de l’air, le développement de l’électricité par la chaleur , I influence de la chaleur sur les corps magnétiques, et celle de la lumière sur les mouvemens de l’aiguille aimantée, ne servent pas moins à prouver qu’il existe entre tous ces agens un lien occulte, qui probablement un jour sera mis en évidence. De plus, ce sujet ouvre un noble, champ de recherches expérimentales aux savansde nos jours, et peut-être même à ceux des siècles à venir.

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